一種芳基烷基羧酸(甲酯)的合成方法及系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種芳基烷基羧酸(甲酯)的合成方法及系統(tǒng)，所述的方法是將烯基羧酸(甲酯)與芳香烴為原料，輸入反應(yīng)器，在溫度80～300℃、壓力0～10MPa、烯基羧酸(甲酯)與芳香烴的摩爾比為1:1～10、空速為0.05～30h-1的條件下，在樹(shù)脂或固體酸催化劑催化下進(jìn)行傅—克烷基化反應(yīng)，環(huán)流反應(yīng)3～30小時(shí)，脫芳香烴，得到所述的芳基烷基羧酸(甲酯)。本方法由于采用了樹(shù)脂或固體酸催化環(huán)流反應(yīng)工藝，避免了廢物排放。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種芳基烷基羧酸（甲酯）的合成方法及系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種芳基烷基羧酸（甲酯）的合成方法及系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 芳基烷基羧酸（甲酯）是一種新型的合成羧酸（甲酯），是進(jìn)一步合成具有芳基烷 基結(jié)構(gòu)的兩性表面活性劑、陽(yáng)離子表面活性劑、非離子表面活性劑、潤(rùn)滑劑、降凝劑、流動(dòng)性 改進(jìn)劑等的原料。專(zhuān)利ZL201210056931. 4報(bào)道了利用液體甲基磺酸作為催化劑進(jìn)行傅一 克烷基化反應(yīng)，生產(chǎn)芳基烷基羧酸（甲酯），最終合成出具有芳基烷基結(jié)構(gòu)的甜菜堿表面活 性劑，由于使用大量的甲基磺酸，導(dǎo)致了水洗時(shí)的廢水排放及甲基磺酸回收的成本增加。專(zhuān) 利US5, 034, 161公開(kāi)了由得自E.I.duPont的Nafion催化劑NR-50催化的甲苯、二甲苯、 苯酚和油酸之間的反應(yīng)，反應(yīng)收率過(guò)低且副產(chǎn)物過(guò)高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種環(huán)境友好、催化活性穩(wěn)定、轉(zhuǎn)化率高的芳基烷基羧酸或 芳基烷基羧酸甲酯的合成方法。本申請(qǐng)中將"芳基烷基羧酸或芳基烷基羧酸甲酯"簡(jiǎn)寫(xiě)為 "芳基烷基羧酸（甲酯）"。
[0004] 一種芳基烷基羧酸（甲酯）的合成系統(tǒng)，其特征在于，包括烯基羧酸（甲酯）原料 儲(chǔ)罐和芳香烴原料儲(chǔ)罐，所述烯基羧酸（甲酯）原料儲(chǔ)罐通過(guò)烯基羧酸（甲酯）原料計(jì)量 泵連接混合器；所述芳香烴原料儲(chǔ)罐通過(guò)芳香烴原料計(jì)量泵連接混合器；所述混合器連接 管路加熱器；所述管路加熱器連接反應(yīng)器的進(jìn)入端，所述反應(yīng)器的輸出端通過(guò)循環(huán)泵連接 管路加熱器；所述反應(yīng)器的輸出端連接降膜蒸發(fā)器；所述降膜蒸發(fā)器連接芳香烴回收儲(chǔ)罐 和產(chǎn)品儲(chǔ)罐，所述芳香烴回收儲(chǔ)罐連接芳香烴原料儲(chǔ)罐。
[0005] 所述反應(yīng)器為固定床反應(yīng)器、流化床反應(yīng)器、釜式反應(yīng)器中的一種。
[0006] -種芳基烷基羧酸（甲酯）的合成方法，其特征在于包括以下步驟：
[0007] (1)將烯基羧酸或烯基羧酸甲酯與芳香烴按照1:1?10摩爾比進(jìn)行混合，在管路 加熱器中加熱至80?300°C，在質(zhì)量空速為0. 05?301T1的條件下，注入反應(yīng)器中進(jìn)行傅一 克烷基化反應(yīng)得到反應(yīng)液，所述反應(yīng)器中設(shè)有樹(shù)脂或固體酸催化劑；
[0008] (2)所述反應(yīng)器連接循環(huán)泵，所述循環(huán)泵連接管路加熱器，所述反應(yīng)液通過(guò)循環(huán)泵 在反應(yīng)器中進(jìn)行環(huán)流反應(yīng)3?50小時(shí)；
[0009] (3)反應(yīng)結(jié)束后，反應(yīng)液經(jīng)過(guò)降膜蒸發(fā)器回收芳香烴后，產(chǎn)物收集到儲(chǔ)罐中，回收 的芳香烴作為反應(yīng)原料循環(huán)使用。
[0010]進(jìn)一步地，所述的烯基羧酸為i^一烯酸、油酸、芥酸中的一種或幾種，優(yōu)選油酸。
[0011] 進(jìn)一步地，所述的烯基羧酸甲酯為十一烯酸甲酯、油酸甲酯、芥酸甲酯中的一種或 幾種，優(yōu)選油酸甲酯。
[0012] 進(jìn)一步地，所述芳香烴為苯，甲苯，間二甲苯，對(duì)二甲苯，鄰二甲苯，乙苯，正丙基 苯，異丙基苯，正丁基苯，異丁基苯，叔丁基苯，萘，甲基萘，二甲基萘，乙基萘，丙基萘，丁基 萘，聯(lián)苯，苯酚中的一種，優(yōu)選間二甲苯。
[0013] 進(jìn)一步地，所述樹(shù)脂為強(qiáng)酸性大孔型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂、磺酸樹(shù)脂、氟化磺酸樹(shù)脂。
[0014] 進(jìn)一步地，所述固體酸為載體為分子篩和沸石的固體超強(qiáng)酸或雜多酸、酸性金屬 氧化物、硫酸化金屬氧化物、負(fù)載的氟化磺酸或氟化磺酸金屬鹽、負(fù)載的甲烷磺酸或甲烷磺 酸金屬鹽。
[0015] 進(jìn)一步地，所述的酸性金屬氧化物、硫酸化金屬氧化物、負(fù)載的氟化磺酸或氟化磺 酸金屬鹽通常負(fù)載在Si02等載體上。
[0016] 進(jìn)一步地，所述的酸性金屬氧化物、硫酸化金屬氧化物還可以制作成介孔介質(zhì)。
[0017] 進(jìn)一步地，所述的雜多酸包括但不限于下列物質(zhì)：h4pm〇11vo4(i、h5pm〇1(iv2o4(i、 H3PMo1204。、H3PW1204。、H4SiW1204。、H4SiMo1204。、H9P2V3W15062、H5PMo1(iV204。、H6P2W18062、H3PMo6W604(i、 h5pv2m〇10o40。
[0018] 進(jìn)一步地，所述分子篩選自Y型分子篩、0型分子篩、ZSM系列分子篩、A型分子 篩、KIT-1分子篩、HY、DHY、HM、USY分子篩。
[0019] 進(jìn)一步地，所述沸石選自ZSM系列、Y系列、超穩(wěn)Y系列、MCM系列、絲光沸石和3 沸石。
[0020] 進(jìn)一步地，所述的負(fù)載氟化磺酸或氟化磺酸金屬鹽為在二氧化硅上負(fù)載包括但 不限于以下物質(zhì)：1，1，2, 2-四氟乙烷磺酸、1，1，2-三氟_2_(全氟乙氧基）乙烷磺酸、 1，1，2_三氟_2_(全氟甲氧基）乙烷磺酸、1，2,2_三氟_2_(全氟丙氧基）乙烷磺酸、 1，1，2, 3, 3, 3-六氟丙燒磺酸、2-氯-1，1，2-二氟乙燒磺酸、二氟甲磺酸。
[0021] 進(jìn)一步地，所述的氟化磺酸金屬鹽選自三氟甲磺酸鋅、三氟甲磺酸銅、三氟甲磺酸 鉍、三氟甲磺酸鐿、三氟甲磺酸釹、三氟甲磺酸鈧、三氟甲磺酸鉺等。
[0022] 進(jìn)一步地，所述的負(fù)載甲烷磺酸通常負(fù)載在Si02等載體上。
[0023] 進(jìn)一步地，所述的甲烷磺酸金屬鹽選自甲烷磺酸鋅、甲烷磺酸銅、甲烷磺酸鉍、甲 烷磺酸鐿、甲烷磺酸釹、甲烷磺酸鈧、甲烷甲磺酸鉺等。
[0024] 進(jìn)一步地，所述的硫酸化金屬氧化物，例如S04/Zr02、S04/Ti02、S04/AI203、S04/W03、 S04/Fe203、S04/Nb205 等。
[0025] 進(jìn)一步地，所述氟化磺酸樹(shù)脂為全氟磺酸樹(shù)脂或負(fù)載的全氟磺酸樹(shù)脂。
[0026] 進(jìn)一步地，優(yōu)選油酸（甲酯）與間二甲苯在固體酸催化下進(jìn)行傅一克烷基化反應(yīng)， 反應(yīng)式如下，
[0027]

【權(quán)利要求】
1. 一種芳基烷基羧酸（甲酯）的合成系統(tǒng)，其特征在于，包括烯基羧酸（甲酯）原料儲(chǔ) 罐和芳香烴原料儲(chǔ)罐，所述烯基羧酸（甲酯）原料儲(chǔ)罐通過(guò)烯基羧酸（甲酯）原料計(jì)量泵 連接混合器；所述芳香烴原料儲(chǔ)罐通過(guò)芳香烴原料計(jì)量泵連接混合器；所述混合器連接管 路加熱器；所述管路加熱器連接反應(yīng)器的進(jìn)入端，所述反應(yīng)器的輸出端通過(guò)循環(huán)泵連接管 路加熱器；所述反應(yīng)器的輸出端連接降膜蒸發(fā)器；所述降膜蒸發(fā)器連接芳香烴回收儲(chǔ)罐和 產(chǎn)品儲(chǔ)罐，所述芳香烴回收儲(chǔ)罐連接芳香烴原料儲(chǔ)罐。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種芳基烷基羧酸（甲酯）的合成系統(tǒng)，其特征在于，所述反 應(yīng)器為固定床反應(yīng)器、流化床反應(yīng)器、釜式反應(yīng)器中的一種。
3. -種芳基烷基羧酸（甲酯）的合成方法，其特征在于包括以下步驟： (1) 將烯基羧酸或烯基羧酸甲酯與芳香烴按照1:1?10摩爾比在混合器中進(jìn)行混合， 在管路加熱器中加熱至80?300°C，在質(zhì)量空速為0. 05?301T1的條件下，注入反應(yīng)器中 進(jìn)行傅一克烷基化反應(yīng)得到反應(yīng)液，所述反應(yīng)器中設(shè)有樹(shù)脂或固體酸催化劑； (2) 所述反應(yīng)器連接循環(huán)泵，所述循環(huán)泵連接管路加熱器，所述反應(yīng)液通過(guò)循環(huán)泵在反 應(yīng)器中進(jìn)行環(huán)流反應(yīng)3?50小時(shí)； (3) 反應(yīng)結(jié)束后，反應(yīng)液經(jīng)過(guò)降膜蒸發(fā)器回收芳香烴后，產(chǎn)物收集到儲(chǔ)罐中，回收的芳 香烴作為反應(yīng)原料循環(huán)使用。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的芳基烷基羧酸（甲酯）的合成方法，其特征在于：所述（1)中 的烯基羧酸為i^一烯酸、油酸、芥酸中的一種或幾種；所述（1)中的烯基羧酸甲酯為i^一烯 酸甲酯、油酸甲酯、芥酸甲酯中的一種或幾種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的芳基烷基羧酸（甲酯）的合成方法，其特征在于：所述（1)中 芳香經(jīng)選自苯，甲苯，間二甲苯，對(duì)二甲苯，鄰二甲苯，乙苯，正丙基苯，異丙基苯，正丁基苯， 異丁基苯，叔丁基苯，萘，甲基萘，二甲基萘，乙基萘，丙基萘，丁基萘，聯(lián)苯，苯酚中的一種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的芳基烷基羧酸（甲酯）的合成方法，其特征在于：所述（1)中 樹(shù)脂或固體酸催化劑選自強(qiáng)酸性離子交換樹(shù)脂、磺酸樹(shù)脂、氟化磺酸樹(shù)脂、載體為分子篩和 沸石的固體超強(qiáng)酸或雜多酸、酸性金屬氧化物、硫酸化金屬氧化物、負(fù)載的氟化磺酸或氟化 磺酸金屬鹽、負(fù)載的甲燒磺酸或甲燒磺酸金屬鹽中的一種或幾種。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的芳基烷基羧酸（甲酯）的合成方法，其特征在于：所述（1)中 反應(yīng)器為固定床反應(yīng)器、流化床反應(yīng)器、釜式反應(yīng)器中的一種。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的芳基烷基羧酸（甲酯）的合成方法，其特征在于：所述（1)中 的加熱溫度為125?250°C。
9. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的芳基烷基羧酸（甲酯）的合成方法，其特征在于：所述（1)中 的烯基羧酸（甲酯）與芳香烴的摩爾比為1: L 5?3. 0。
10. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的芳基烷基羧酸（甲酯）的合成方法，其特征在于：所述（1) 中的質(zhì)量空速為〇. 1?1. 〇h'
【文檔編號(hào)】C07C67/347GK104370729SQ201410640545
【公開(kāi)日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月13日
【發(fā)明者】劉春德 申請(qǐng)人:大連東方創(chuàng)新科技有限公司